我们知道什么是新星,但是如何?


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我与天体物理学家合作,需要许多天文资源的基础知识,但是研究的重点通常是要求把大多数人类知识都视为理所当然。

我目前正在研究银河新星,当向某些受众介绍我的研究时,我认为对它们的历史进行简要总结很重要。不幸的是,我找不到任何描述我们如何了解这些事件的关键方面的原始资料:它们是恒星双星中积聚的白矮星。这个事实似乎建立得很好,以至于没有科学论文在陈述时有义务引用它,但是诸如天文百科全书这样的基本资源也没有引用我所见过的东西。

我们怎么知道新星是二元系统?

例如,后续观察是否清楚地识别了白矮星及其伴星?还是其他天文测量结果强烈地证实了这种二元假设(并且几乎使之全部成立)?我很抱歉,它是否像“有人用望远镜看,而且很明显”那样简单?以我的经验,天体物理学的启示几乎没有那么简单,但是可以肯定的是。


好问题。我注意到有些事情已经有了明确的共识,但是当您仔细研究这些论文时,“基础”是难以捉摸的。
约翰·杜菲尔德

Answers:


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继引用达利等人,APJ 746,61(2012)从维基百科的链接给新星祖细胞的(非常技术)的讨论,其中包括中新星系统,其中次级恒星主序或超巨星,优之间的区别具有不同化学性质的白矮星。那篇论文的第一句话是

经典的新星(CN)爆发发生在一个相互作用的双星系统中,该系统包括一个白矮星(WD,主星)和一个典型的晚期型主序列(MS)星(次星),该星充满了其罗氏瓣(Crawford&Kraft, 1956年)。

这表明1956年的论文是对经典新星的罗氏溢流模型的最初建议。像许多原始创意论文一样,这是一本非常清晰的文章。但对于您的问题,克劳福德和卡夫(Kraft)似乎对他们中特定的“蓝星”是否需要成为白矮星表示怀疑:

观察到的蓝星的光度基本上是由于吸积物质释放出的能量。蓝星在HR图中占据特殊位置这一事实也加强了这种观点。相对于10.5。MAG。低于主要序列但大约4 mag。在最明亮的白矮星上方,白矮星的有效温度超过大约8000°K。除非蓝星本质上是简并的,否则很容易证明,小半径意味着很高的内部温度,电子散射是不透明的主要来源。然后,基于标准模型的简单计算即可得出8 mag的亮度。比观察到的要亮。

换句话说,Crawford和Kraft不会出来说“绝对是WD”,但是如果它是一颗不退化的恒星,那将是非常奇怪的一颗。比较现代的新星观测与表面动力学的详细模型进行了比较,表面动力学的模型已经争论了数十年;当前的数据比较对细节敏感,例如在新星事件期间白矮星表面上积累的氦气量。如果关于爆发恒星基本物理学的基本假设是错误的,那么这样的细节似乎不太可能实现。

注意,经典的新星系统可以被认为是接触双星的一种。对于巨星大小的任何合理估计,两对成员之间10 AU的距离似乎是一个超大估计。从50秒差距的距离看,十个天文分离单位已经是0.1秒电弧间隔。我不希望看到可见光同时显示巨星和白矮星的照片,而是有关双星系统的所有信息都来自光谱学


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我怀疑,真正的关键是对“ 新星”的观测- 新星爆发的经典新星,此时爆发本身的光不再使下层系统的光变得模糊-常常显示出双星的清晰特征。这表现为光曲线的周期性下降,日蚀的暗示,或二元运动的直接光谱学证据或两者兼而有之。

1978年Gallagher和Starrfield《天文学与天体物理学年鉴》中发表1978年评论文章的第2.2节中,对此进行了讨论,并附带了参考文献(包括Crawford&Kraft 1956参考文献,罗伯在回答中提到)。第2.4节讨论了当时可用于原初分泌白矮星的一些证据。

(如果您还没有意识到,那么在Ann.Rev.A&A中的评论文章通常是寻找此类问题答案的好地方。有时,较早的文章对于某些问题会更好,因为它们可以更及时地当人们仍在寻找答案时,他们比后面的文章更详细地研究了早期证据。)


该评论是一个不错的发现。请注意,有关主要成分的部分说到,对于静止的新星,“主要的光学能源……是吸积盘,而白矮星则永远不可见”。一个非常喜欢直接证据而不是间接证据的人可能会发现这种情况令人不安。
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